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天天微速讯：曹宏斌：为工业增添一点“绿”

时间 :2023-06-27 18:42:26   来源 : 中国科学报

当前，我国正在经历跨越式发展，重化工业在相当长的时间内仍然是国家经济发展的支柱产业之一。


(资料图片)

“减污降碳、提质增效，这一八字方针将是未来一段时间我国工业领域绿色转型的必然选择。”近日，中国科学院过程工程研究所研究员曹宏斌在接受《中国科学报》采访时表示。

多年来，曹宏斌带领团队致力于以发展高效分离为核心、统筹生产端与末端协同优化的工业生产全过程减污降碳新方法，用多项重大科技成果为冶金、煤化工、新能源固废处理等行业增加一点“绿”。他因此荣获第三届全国创新争先奖。

曹宏斌在位于新疆吐鲁番的工程现场（本人供图）

下沉行业 面向国家需求

分离是工业生产中最常见的过程之一，目的是将混合物中的不同化学物质分开，得到有价产品，减排甚至“零”排放有害物质。有数据表明，分离过程的能耗可以占整个工业过程能耗的60%以上。

“污染物排放的绝大部分原因也在于分离不彻底，而深度分离则可以让更多化学物质变成有价产品，而不是废物。”长期从事环境分离研究的曹宏斌说。

2006年，一个偶然的机会让曹宏斌开始探索一种以分离为核心、统筹生产端与末端协同优化的工业生产全过程减污降碳新方法。当时，辽宁葫芦岛一家企业主动找上门来，希望能解决钒铬分离与废渣清洁处理的问题。

曹宏斌欣然接受这个艰巨的任务，一干就是5年。最终，在他的全心投入下，带领团队成功建立了以“伯胺萃取分离钒铬-热解络合精馏蒸氨-废水处理与分质循环”为核心的钒铬渣高效利用新工艺，解决了钒铬分离、重金属和氨深度分离等难题，近零排放污染物，总资源利用率提高30%以上。这项成果获得2013年国家技术发明二等奖。

其中，重金属和氨深度分离技术在稀土行业的应用还为我国稀土行业秩序整顿中解决氨氮污染问题发挥了重要支撑作用。

面向国家需求，曹宏斌还把他的绝活儿带到煤化工行业。2016年，西南地区一家煤化工企业生产过程中产生的恶臭异味受到附近群众投诉，企业因此停产。为解决这家公司遭遇的环境污染“滑铁卢”，曹宏斌带领团队第一时间赶赴现场，并接受了企业委托。

针对企业生产废水生产端未能深度解毒、出水污染物浓度高、处理成本高等问题，他带领团队提出以“高效分离减毒-生物强化降毒-高级氧化深度净化”为核心的全过程优化控污技术路线，与合作单位一起顺利解决卡脖子问题，成本降低超15%。一系列“神操作”为停产三年的企业恢复生产发挥了关键作用。

基础到应用 跑通全链条

在几十年科研生涯中，尽管曹宏斌经常奔走在解决企业实际问题一线，但他始终没有忘记自己作为科学家的角色。

“课题可以结束，但学术方向要坚持。”这是曹宏斌经常对课题组青年科研人员强调的经验之谈。长期实践中，他总结出一套方法论，支持他跑通从基础到应用的创新全链条。

比如，面对企业提出的钒铬分离课题，曹宏斌先从文献中得到启发，形成解决现实问题的思想，历经小试、中试、示范等环节在工程上将思想变为现实，顺利结束这个课题。而他探索的脚步并没有就此停止。

“建好工程后，我们继续开展基础研究，包括探讨钒铬分离的影响因素与强化方法。”曹宏斌告诉《中国科学报》，“我们最后从科学上弄清楚了，钒的离子形态会影响它的分配系数，这一认识指导我们通过调控钒的离子形态来实现对它的深度分离，帮助我们得到纯度更高的钒。”

在曹宏斌看来，从应用到基础再回到应用，这个过程不仅可以更高效地解决实际问题，还能更加深入地认识科学问题，在“工业生产全过程减污降碳”的学术方向上的积累实现“螺旋式上升”。

正是在这一学术方向上的深厚积累，曹宏斌得以在科学上进行超前部署。2006年，他关注到，随着手机等电子产品的广泛使用，废锂电池的回收再利用极有可能成为人类社会面临的重大挑战。于是，他安排一名博士生围绕锂电池处理进行学位论文研究。

近20年来，基于前期基础研究，他们面向实际问题并在应用中不断迭代，发明了选择性提锂、双极膜酸碱循环、萃取液深度分离回收萃取剂、热解络合精馏深度分离重金属-氨等为核心的锂电固废低碳循环利用与二次污染控制成套技术，为我国锂电固废处置提供了先进适用的新方案。团队开发的核心技术成功应用到包括全球最大废锂电池处理企业和我国最大钴生产企业在内的近80项产业化工程，锂回收率由不足70%提高到90%以上，氨氮排放降低95%以上，国内产能覆盖度超过60%。

多年坚守 论文写在祖国大地

不在工程现场，就在去现场的路上，这是熟悉曹宏斌的人对他的印象。多年来，他长期与企业技术人员一起坚守在工业生产一线，确保工程试验不出差错。

对曹宏斌而言，在企业，工业生产现场的生活和实验室完全不一样，不仅生活和工作条件比较艰苦，还承担着巨大压力。“你得跟着生产的节奏来，工程中出了技术问题必须要马上解决，半夜出了问题也要半夜解决。”他说。

胸怀使命、肩有担当，曹宏斌靠着满腔热情和奉献精神坚持下来。当年在辽宁葫芦岛攻克钒铬渣分离项目时，他为了每周三给研究生讲课，奔波在企业和课堂之间。

“周二晚上要么坐汽车、要么坐火车回北京，都要5、6个小时。几年下来，我的头发白了一圈。”曹宏斌回忆道。

这些年，他累积在工程现场的时间超过7年。葫芦岛、鞍山、攀枝花、三门峡、天津、长沙、吐鲁番……他的足迹遍布全国许多城市，真正做到了把论文写在祖国大地上。

“辛苦并快乐着。”曹宏斌深有体会。用科技创新解决行业环境问题并实现工业应用带来了极大的成就感，同时获得了用户单位的好评，这也让他始终乐在其中。

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